JP2019517414A - 電動自転車の電動モータを制御する制御方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
独国特許出願公開第102010028658号明細書(DE102010028658A1)には、電動自転車が記載されており、ここでは、電動モータが、当該電動自転車の駆動のためのトルクを発生させる。モータトルクを制御するステップは、上記文献においては、自転車ライダ(自転車に乗る人)のペダリングトルクに依存して行われる。その他に、少なくとも1つの動作パラメータ実際値に依存した、電動自転車の電子制御可能な変速装置のシフトが開示されている。動作パラメータ実際値は、例えば、自転車ライダのペダリングトルク又はペダリング周波数を含み得る。
本発明は、変速装置の投入された変速比に依存して、電動自転車の電動モータを制御する制御方法及び当該制御方法を実施する制御装置並びに当該制御装置を備えた電動自転車に関する。
図1には、電動自転車10が示されている。この電動自転車10は、蓄電池と電動モータ11とを備えている。電動モータ11は、クランクシャフト上の中央モータとして構成されていてもよいし、又は、代替的に、前輪若しくは後輪のハブ内に配置されていてもよい。その他に、電動自転車10は、変速比を変更するための変速装置14、即ち、例えばハブギヤ又はチェーンギヤを備えている。代替的に、無段変速装置14が設けられていてもよい。変速装置14をシフトさせるステップは、好ましくは、ハンドルにおけるシフトレバー18を用いて実施される。制御装置16は、電動モータ11を駆動制御する。制御装置16は、図1に示されているように、好ましくはハンドル19に、又は、代替的に、蓄電池若しくは電動モータ11に配置されていてもよい。クランクシャフトにおけるペダリングトルクMFahrerの検出は、好ましくは第1のセンサ12によって行われる。変速装置14の投入された変速比は、第2のセンサ15によって合目的的に検出される。この第2のセンサ15は、例えば変速装置14に、又は、変速装置14のシフトレバー18に配置されていてもよい。ペダリング周波数Kの検出は、クランクシャフト、クランク若しくはペダルにおいて、又は、それらの近傍において、任意の第3のセンサ17を用いて行われる。
v=K・i・U (2)
を参照されたい。
PFahrer=MFahrer・K (3)
を参照されたい。
v2=v1⇒K2=K1・(i1/i2) (4)
に従って、変速比iに依存して、即ち、例えば変速装置の変速段に依存して、離散的に変化する。
MFahrer,2=MFahrer,1・(i2/i1) (5)
から得られる。
α=MMotor/MFahrer (6)
を参照されたい。
PElektrofahrrad=PFahrer+PMotor
= MFahrer・K+MMotor・ω (7)
が挙げられる。
PElectrofahrrad=MFahrer・K・(1+α・c) (8)
が得られる。
MFahrer,1・(1+α1)・K1=MFahrer,1・(1+α2)・K2
⇒α2=(1+α1)・(i2/i1)−1 (9)
Claims (12)
- 電動自転車(10)の電動モータ(11)のための制御方法であって、
・自転車ライダのペダリングトルク(MFahrer)を検出するステップ(21)と、
・変速装置(14)の投入された変速比(i)を検出するステップ(22)と、
を少なくとも含む制御方法において、
・前記電動自転車(10)を駆動するためのトルク(MMotor)を発生させるために、前記検出されたペダリングトルク(MFahrer)と、前記検出された変速比(i)とに依存して、前記電動モータ(11)を制御するステップ(26)が行われることを特徴とする、制御方法。 - ・前記変速装置(14)の前記検出された変速比(i)と、直前に検出された変速比(i1)とを比較するステップ(23)が実施され、
前記変速比の変化が検出された場合には、
・前記制御するステップ(26)は、前記電動自転車(10)の一定の総出力(PElektrofahrrad)を実現するために、付加的に、前記変速比の変化に依存して前記トルク(MMotor)を増減させる、請求項1に記載の制御方法。 - ・前記自転車ライダの現在のペダリング周波数(K)を検出するステップ(24)が行われ、
・前記制御するステップ(26)は、付加的に、前記検出されたペダリング周波数(K)に依存して前記トルク(MMotor)を制御する、請求項1又は2に記載の制御方法。 - ・前記検出されたペダリング周波数(K)を、第1の閾値(S1)及び第2の閾値(S2)と比較するステップ(25)が行われ、
・前記第1の閾値(S1)に達した場合又はそれを超えた場合には、前記制御するステップ(26)は、前記電動モータ(11)の前記トルク(MMotor)を低減させ、
・前記第2の閾値(S2)に達した場合又はそれを超えた場合には、前記制御するステップ(26)は、前記電動モータ(11)の前記トルク(MMotor)を増加させる、請求項3に記載の制御方法。 - 前記制御するステップ(26)は、前記トルク(MMotor)を恒常的に制御する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の制御方法。
- ・前記検出されたペダリング周波数(K)を、第3の閾値(S3)及び第4の閾値(S4)と比較するステップ(25)が行われ、
・前記第3の閾値(S3)に達した場合又はそれを超えた場合には、より低い変速比へ電子制御可能な前記変速装置(14)をシフトさせるステップ(27)が行われ、
・前記第4の閾値(S4)に達した場合又はそれを超えた場合には、より高い変速比へ電子制御可能な前記変速装置(14)をシフトさせるステップ(27)が行われる、請求項3乃至5のいずれか一項に記載の制御方法。 - 前記変速装置(14)をシフトさせる前記ステップ(27)は、前記電動モータ(11)の前記トルク(MMotor)を制御するステップ(26)の後で行われる、請求項6に記載の制御方法。
- 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の制御方法を実施するための制御装置(16)であって、
前記制御装置(16)は、少なくとも1つの演算ユニット(32)を有しており、
前記演算ユニット(32)は、
・自転車ライダのペダリングトルク(MFahrer)を表すパラメータを検出し、
・変速装置(14)の投入された変速比(i)を表すパラメータを検出し、
・前記検出されたペダリングトルク(MFahrer)及び前記検出された変速比(i)に依存して、電動モータ(11)のための制御信号を生成する、
制御装置(16)。 - 前記演算ユニット(32)は、
・前記自転車ライダのペダリング周波数(K)を表すパラメータを検出し、
・前記電動モータ(11)のための制御信号を、付加的に、前記検出されたペダリング周波数(K)に依存して生成する、請求項8に記載の制御装置。 - 前記演算ユニット(32)は、前記検出されたペダリングトルク(MFahrer)及び/又は前記検出されたペダリング周波数(K)に依存して、電子制御可能な変速装置(14)のためのさらなる制御信号を生成し、前記電動モータ(11)のトルク(MMotor)を制御するステップ(26)に依存して、他の変速比(i2)へシフトさせるステップ(27)が行われる、請求項8又は9に記載の制御装置。
- 電動自転車であって、
前記電動自転車は、少なくとも以下のコンポーネント、即ち、
・前記電動自転車(10)を駆動する電動モータ(11)と、
・自転車ライダのペダリングトルク(MFahrer)を検出する第1のセンサ(12)と、
・変速装置(14)の投入された変速比(i)を検出する第2のセンサ(15)と、
を含む電動自転車において、
・前記検出されたペダリングトルク(MFahrer)と、前記検出された変速比(iaktuell)とに依存して、前記電動モータ(11)を制御するステップ(26)を行うための請求項8乃至10のいずれか一項に記載の制御装置(16)が配置されていることを特徴とする、電動自転車。 - 電子制御可能な変速装置(14)を含み、前記制御装置(16)は、前記電子制御可能な変速装置(14)を、前記ペダリングトルク(MFahrer)及び/又はペダリング周波数(K)に依存して駆動制御する、請求項11に記載の電動自転車。
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